INM 308 Zemin Mekaniği

Transkript

1 Hafta_13 INM 308 Zemin Mekaniği Zemin Sıvılaşması ve Analizi Doç.Dr. İnan KESKİN

2 ZEMİN MEKANİĞİ Haftalık Konular Hafta 1: Zemin Etütleri Amacı ve Genel Bilgiler Hafta 2: Hafta 3: Hafta 4: Hafta 5: Hafta 6: Hafta 7: Hafta 8: Hafta 9: Kil Minarelleri ve Zemin Yapısı Zeminlerde Kayma Direnci Kavramı, Yenilme Teorileri Zeminlerde Kayma Direncinin Ölçümü; Serbest Basınç Deneyi, Kesme Kutusu Deneyi, Üç Eksenli Basınç Deneyi, Vane Kanatlı sonda Deneyi Zeminlerde Kayma Direncinin Belirlenmesine Yönelik Deneyler; Laboratuvar Uygulaması Zeminlerde Kayma Direncinin Belirlenmesine Yönelik Problem Çözümleri Yanal Zemin Basınçları Yanal Zemin Basınçları; Uygulamalar Yamaç ve Şevlerin Stabilitesi; Temel Kavramlar Hafta 10: Yamaç ve Şevlerin Stabilitesi Örnek Problemler Hafta 11: Zeminlerin Taşıma Gücü; Sığ Temeller Hafta 12: Zeminlerin Taşıma Gücü; Kazıklı Temeller Hafta 13: Zemin Sıvılaşması ve Analizi Hafta 14: Genel Zemin Mekaniği Problem Çözümleri Hafta 15: Final Sınavı

3 SIVILAŞMA Suya doygun kohezyonsuz gevşek zeminlerin drenajsız koşullar altında tekrarlı yüklere maruz kaldığı durumlarda boşluk suyu basıncında ani artışlar olmaktadır. Bu ani artışın sebebi, kayma gerilmeleri altında hacimleri daralmaya zorlanan bu tip kohezyonsuz zeminlerdeki boşluk suyunun, hacim azalmasına karşı koymaya çalışmasıdır. Boşluk suyu basıncının artması, zemin taneleri arasındaki efektif gerilmenin azalmasına yol açar. Bunun sonucunda zemin kayma direncini kaybeder ve adeta bir sıvı gibi davranış göstererek büyük şekil değiştirmelere uğrar. Bu olay sıvılaşma olarak adlandırılmaktadır Sıvılaşma, deprem gibi dinamik yüklemeler etkisi altındaki gevşek daneli zeminlerde ortaya çıkan bir olaydır. Sıvılaşma olgusu, pek çok depremde gözlenmesine karşın, mühendislik açısından ilk kez 1964 Niigata (Japonya) depreminden sonra dikkat çekmiştir.

4 ZEMİNDE SIVILAŞMA NEDEN GÖRÜLÜR? Deprem sırasında, dalgaların özellikle kayma dalgalarının suya doymuş daneli tabakalardan geçerken, dane (zemin parçacığı) yerleşim düzenini değiştirir. Daneler arasındaki bu yerdeğiştirme durumunda su kendine bir yol bulup kaçmaya çalışır. Fakat su zeminde hareketini sağlayacak yolu bulamaz ise boşluk suyu basıncını yükseltir. Boşluk suyu basıncı üstündeki tabakaların yakın bir seviyesine ulaştığında ise daneli tabaka geçici olarak sıvı gibi davranır ve sıvılaşma olayını meydana getirir. Statik Durum Su daneler arası boşlukları doldurur. Daneler arasındaki sürtünme zemin tabakasını bir arada tutar. Zemin statik durumda yapı yükünü taşımaktadır. Deprem Anında Su zemin tabakasının içini tamamen doldurur. Deprem dalgası nedeni ile daneler yer değiştirir ve aralarında sürtünme olmayan zemin parçacıkları sıvı gibi davranmaya başlar.

5 ZEMİNDE SIVILAŞMA ETKİLERİ NELERDİR? Deprem sırasında zeminde sıvılaşma meydana gelmesi sonucunda zemin direncini geçici ve ya kısmen olarak yitirir. Zeminde gerçekleşen bu direnç kaybı ile yapılarda önemli hasarlar oluşmaktadır. Deprem sonrasında ise yapının yan yatmasına ve ya batmasına sebep olabilir. Bu batma ya da yana yatma olaylarının görüldüğü örneklere ne yazık ki ülkemizde gerçekleşen 1999 Marmara Depreminde şahit olunmuştur.

6 ZEMİNDE SIVILAŞMA ETKİLERİ NELERDİR? Ulusay ve Tuncay Ders Notu

7 ZEMİNİN SIVILAŞMASI NELERE BAĞLIDIR? Yeraltı suyu Yapı altında bulunan zeminde özellikle yüzeye yakın katmanlarda (İlk 3 metre çok önemli olup, metreye kadar suyun varlığı değerlendirilmelidir.) yer altı suyuna rastlanması. Zemin tipi Zeminin kumlu-siltli yapıda ve gevşek durumda olması. Konum Yapının deprem riski yüksek bir bölgede inşaa edilmiş olması.

8 ZEMİN SIVILAŞMA RİSKİ Sıvılaşma zemin arazisinin tümünde meydana gelmez. Arazinin çok iyi incelenip analiz edilerek etüd çalışmalarının yapılması çok önemlidir. Genellikle, yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu yerlerdeki yakın zamana ait olan sıkışmamış kum ve siltlerin sıvılaşma potansiyeli yüksektir. Bunun yanında akarsuların yığdığı kumlar, boyutlarındaki düzgünlük nedeniyle sıvılaşma potansiyeline sahiptir. Yeraltı su seviyesinin 10 m den daha yakın olması sıvılaşma tehlikesini büyük oranda arttırmaktadır. Yeraltı su seviyesinin 20 m den daha derinde olması halinde ise zemindeki sıvılaşma potansiyeli oldukça düşüktür.

9 SIVILAŞMAYA ETKİ EDEN FAKTÖRLER DEPREM KAYNAKLI FAKTÖRLER YER KAYNAKLI OLAN FAKTÖRLER

10 DEPREM KAYNAKLI FAKTÖRLER Deprem şiddeti ve süresi: Sıvılaşmanın en yaygın nedeni, deprem anında açığa çıkan sismik enerjidir. Deprem şiddeti ve sarsıntı suresi artarken, sıvılaşma için potansiyel de artmaktadır. Yüksek büyüklüklü depremler, hem büyük yer ivmesi hem de daha uzun sureli yer sarsıntı üretir Deprem Dalgasının Baskın Salınım Dönemi: Deprem kayıtlarından bulunan periyotlar ile mikro tremor kayıtlarından elde edilen zeminin baskın salınım Dönemleri arasında özellikle sığ derinliklerde iyi bir uyum olduğu belirtilmiştir.

11 YER KAYNAKLI OLAN FAKTÖRLER Yeraltı su seviyesi Zemin Tipi Zeminin Relatif Sıkılığı (Dr) Tane Boyu Dağılımı Yerleştirme ve Çökelme Ortamı Drenaj şartları Çevre Basınçları Tane Şekli Yaş ve çimentolanma Tarihsel Ortam Bina Yükü

12 ZEMİNDE SIVILAŞMA-YAPI İLİŞKİSİ Zemin sıvılaşması doğrudan yapıya hasar verebilen bir olay değildir. Zemin sıvılaşması sonucunda oluşan büyük yer değiştirmeler nedeniyle yapı temelinde göçmeler oluşur ve bu göçmeler sonucunda yapıda büyük ölçüde hasar meydana gelir. Zemin sıvılaşması sonucu ağır yapılarda batma olayının meydana gelmesi, hafif yapılarda ise yukarı doğru hareket etme (yüzme eğilimi) olayları görülmektedir.

13 SIVILAŞMA KÖKENLİ HASAR TİPLERİ Kum Kaynaması Akma Sıvılaşması Yanal Yayılma İstinat Yapısı Yenilmesi Taşıma Gücü Yenilmesi Gömülü Yapı Yüzeylemesi

14 SIVILAŞMA KÖKENLİ HASAR TİPLERİ Kum Kaynaması Deprem sırasında oluşan boşluk suyu basıncının yukarı yönde hareket etmesine neden olur. Bu hareket sonucunda zemin taneciklerine yukarı yönde etki eden kuvvetler oluşturur. Bu kuvvetler etkisiyle bazı zemin partikülleri su ile birlikte yukarı doğru taşınır ve yüzeyde kum konileri oluşturur. Kum kaynaması çatlak ve ya yarıkları takip eder, genellikle bir hat üzerinde gözlenir.

15 SIVILAŞMA KÖKENLİ HASAR TİPLERİ Akma Sıvılaşması Akma göçmeleri genellikle eğim derecesinin 3 ten fazla olduğu durumlarda meydana gelmektedir. Sıvılaşmanın neden olduğu büyük göçmelerdir. Bir anda gerçekleşirler. Zemin kütlesinin geniş bir şekilde aşağı doğru hareket etmesi şeklinde oluşurlar. Deprem nedeniyle sığ konumdaki çökellerde gözenek suyu basıncının artışından dolayı veya sıvılaşmanın bir sonucu olarak, oldukça düşük eğimli topoğrafyayı oluşturan veya deniz, göl veya nehir gibi ortamlara komşu konumdaki zeminlerin yatay yöndeki yer değiştirmesi.

16 SIVILAŞMA KÖKENLİ HASAR TİPLERİ Akma Sıvılaşması

17 SIVILAŞMA KÖKENLİ HASAR TİPLERİ Yanal Yayılma Genellikle çok az eğimli (0,3-3 ) yamaçlarda ve ya su kütlelerine komşu düzlüklerde gelişmektedir. Yanal yayılımlar altta bulunan zemin sıvılaşım ve yüzeysel sediment blokların yanal deplasmanını içerir. Bu yayılımlar genel olarak birkaç metredir. Yanal yayılma hareketleri genel olarak dolgular, liman tesisleri, boru hatları, köprü ve yüzeysel temele sahip olan yapılarda hasara neden olmaktadır. Eğim % % 6 Gevşek kum Yeraltısuyu tablası Sığ

18 SIVILAŞMA KÖKENLİ HASAR TİPLERİ Yanal Yayılmanın Büyüklüğünün Kestirimi Bartlett ve Youd (1992) Yöntemi Serbest Yüzey Bileşeni LogDH = Mw 1.406logR*-0.012R+0.592logW logt log(100-f15) 0.795log(D ) Topoğrafik Eğim Bileşeni LogDH = Mw 1.406logR* 0.012R+0.388logS logt log (100-F15) 0.795log(D )

19 SIVILAŞMA KÖKENLİ HASAR TİPLERİ İstinat Yapısı Yenilmesi Sıvılaşmış temel zemininin destek kaybından veya istinat yapısı arkasındaki sıvılaşmış zeminden oluşan artan yanal yüklerden kaynaklanır. Bu etkiler sonucu istinat yapısı düşey ve/veya yatay yönde deplasmanlara maruz kalır.

20 SIVILAŞMA KÖKENLİ HASAR TİPLERİ Taşıma Gücü Kaybı Sıvılaşma her zemin ve ya her ortamda gerçekleşen bir olay değildir. Özellikle kum ve siltli, gevşek ve jeolojik olarak genç çökellerin bulunduğu ve yer altı suyunun sığ olduğu zeminlerde gelişir.

21 SIVILAŞMA KÖKENLİ HASAR TİPLERİ Gömülü Yapı Yüzeylemesi Sıvılaşma esnasına kaldırma kuvveti etkisiyle, muayene bacası, tank, boru hatları ve benzeri hafif yapılar zemin yüzeyine yükselir.

22 ZEMİN SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN BELİRLENMESİ İlk olarak zemin sıvılaşma potansiyelinin olabileceği zemin tabakalarının bulunup bulunmadığının araştırılması yapılmalıdır. SIVILAŞMA ÖLÇÜTLERİ Peki hangi zeminler sıvılaşma özelliğine sahiptir? A. JEOLOJİK ÖLÇÜTLER Malzeme: Genç ve gevşek çökeller (Holosen yaşlı) Delta Akarsu, taşkın ovası, taraça, kıyı çökelleri İyi sıkıştırılmamış dolgular Atık barajlarında çökeltilmiş ince maden atıkları Yeraltısuyu koşulları: Sığ su tablası 0-10 m derinlik -- En kritik > 20 m -- Ender olarak Dinamik etki: Deprem Jeomorfolojik açıdan sıvılaşmaya karşı duyarlılık B. ZEMİNİN BİLEŞİMİYLE İLGİLİ ÖLÇÜTLER Sıvılaşmaya karşı duyarlılık: Tane boyutuna Zemin türüne Tane şekline bağlıdır. İyi derecelenmiş zeminler, kötü derecelenmiş zeminlere oranla sıvılaşmaya karşı daha dirençlidir (ince taneler aşırı gözenek suyu basıncının gelişmesini engeller). Yuvarlak tanelerden oluşan zeminler sıvılaşmaya karşı daha duyarlıdır.

23 ZEMİN SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN BELİRLENMESİ SIVILAŞMA ÖLÇÜTLERİ Andrews ve Martin (2000) Kohezyonsuz Zeminler: Çok az ince tane içeren temiz KUMLAR Siltli KUMLAR Küçük çakıllı zeminler -- Potansiyel olarak duyarlı - Daha geçirimli»» Gözenek suyu basıncı daha hızlı sönümlenir - Ender olarak gevşek durumdadırlar Kohezyonlu Zeminler (Çin ölçütü): mm den ince tane yüzdesi <%15 Likit limit (LL) <35 Su içeriği (w) >0.9 LL Çin ölçütü (Wang, 1979)

24 ZEMİN SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN BELİRLENMESİ SIVILAŞMA ÖLÇÜTLERİ En kolay sıvılaşabilir tane boyu: mm

25 ZEMİN SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN BELİRLENMESİ SIVILAŞMA ÖLÇÜTLERİ

26 ZEMİN SIVILAŞMA POTANSİYELİNİN BELİRLENMESİ SIVILAŞMA ÖLÇÜTLERİ Bu noktaya kadar tariflenmeye çalışılan sıvılaşma kriterleri tüm zemin türlerinin sıvılaşma davranışlarının belirlenmesi için yeterli değildir. Bray ve diğerleri (2004) tarafından 1999 Kocaeli Depremi sonrasında Adapazarı nda yapılan bir çalışmanın sonucunda, Çin kriterlerince sıvılaşmayacağı düşünülen zeminlerin de sıvılaşabileceğini göstermiştir (Çin kriterlerine göre ince daneli zeminlerde (FC>35) sıvılaşmanın gerçekleşebilmesi için LL<35 ve wc/ll>0.9 olması gerekmektedir).

27 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ Sıvılaşma olabirliğinin sayısal yöntemlerle belirlenmesine yönelik 2 yöntem vardır: Örselenmemiş numunelerin laboratuvar ortamında test edilmesi Arazi davranışları ile indeks test parametlerine dayalı ampirik bağıntıların kullanılması.

28 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ Sıvılaşma Analizinde Kullanılan Labaratuvar ve Arazi Deneyleri

29 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ Sıvılaşmayı Hesaplamak İçin Gerekli Ön Bilgiler Yeraltı su düzeyi : Çoğunlukla ilk 3 m genellikle 20 m ye kadarki sular önemlidir Jeolojik birimler : İlk 15 m ile 20 m arasında bulunan ve taşıma gücü düşük suya doygun kumlu, siltli kumlu birimler. Tane boyutu - D60/D10 <10 olan kum silt türü özellikle - D10 değerinin ile 0.15 mm arasında olduğu zeminler. SPT sayısı yüzeye yakın yerlerde N<10 ve 20 m derinlikte N<20 olan özellikle düşük göreceli sıkılıktaki kumlu yerler, sıvılaşabilir uygun ortamları oluşturur. O bölgede beklenen en büyük deprem büyüklüğü (M) Deprem oluşturabilecek kırığa en yakın uzaklık (d) O bölgede beklenen en büyük yer ivmesi (a) Yeraltısuyu düzeyi ve su tutan katman kalınlığı Yeraltı kesiti ve katmanların türü (Kum, Kil, Silt Oranı Tane Boyu). Katmanların (Vs) kesme dalgası hızı ya da (N30) değerleri Gözenek (boşluk) suyu basıncı (U). Yapının temel boyutu, ağırlığı ve oturuş biçimi Katmanların doğal birim hacim ağırlığı (γn) Toplam düşey gerilme (σv) Efektif düşey gerilme (σ v)

30 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ Bir zeminin sıvılaşmaya duyarlı olması gerçeği, bir depremin meydana gelmesi halinde sıvılaşmanın oluşacağı anlamına gelmez. Sıvılaşmanın oluşması için, onu başlatacak önce kuvvetli bir örseleme veya tetikleme gerekir. Bu örselemenin karakterini tanımlamada birçok yöntem geliştirilmiştir.

31 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ Eşik İvme Kriteri (Dobry vd 1981) Eşik ivme kriterinde emniyet katsayısı (F a ) için aşağıdaki tanım yapılır Burada, F a = 1.6 a t / a max a t = sıvılaşmanın gerçekleşebilmesi için gerekli başlangıç (eşik) ivmesi, a max = depremin meydana getireceği en büyük yer ivmesidir. Eğer, F a < 1 sıvılaşma potansiyeli yüksek F a > 1 sıvılaşma potansiyeli düşüktür Kayma dalgası hızı, Vs değeri kullanılarak sıvılaşma potansiyelini belirleyen bu kriter Dobry vd.,önermişlerdir. Eşik ivme değerleri önerisi, (Teri ve Tezcan 1996)

32 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ Periyodik Kayma Gerilmesi Kriteri (Seed vd 1981,1984 ) Kayma gerilmesi değerlerini kullanarak sıvılaşma potansiyeli belirleyen yöntemdir. Kayma gerilmesini de standart penetrasyon testi (SPT) değerinden belirlemektedir. Bu kriterde sıvılaşma emniyet katsayısı F s = τ s τ 0 s = v 0 = (a max / 1.6 g) v rd Burada; s = çalışma alanında sıvılaşmanın başlayabilmesi için gerekli periyodik sınır kayma gerilmesi, 0 = aynı alanda bir depremin meydana getireceği ortalama kayma gerilmesidir. Fs > 1 sıvılaşma olasılığı yok Fs < 1 sıvılaşma olasılığı var.

33 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ Periyodik Kayma Gerilmesi Kriteri (Seed vd 1981,1984 ) Çeşitli depremlerden elde edilen sıvılaşma anındaki, periyodik yatay kayma gerilmesinin ( s ) efektif düşey gerilmeye ( v ) oranı ( ) ile SPT arasındaki ilişkiler, grafik olarak Seed vd (1981, 1984) tarafından verilmiştir. Düzeltilmiş SPT değerleri, ham veriler C N düzeltme katsayısı ile çarpılarak elde edilir N 1 = C N N N 1 = düzeltilmiş SPT değerleridir. C N, düzeltme faktörü; tekdüze bir efektif düşey basınca karşı gelen ve derinliğe bağlı olarak değişen bir katsayıdır C N = 0.85 log(145 / v ) s / v ile SPT arası ilişki (Seed et al.,1983) Burada v = efektif düşey basınç değeridir ve ton/m 2 alınmalıdır. Düzeltilmiş SPT değerleri (N1)60

34 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ Periyodik Kayma Gerilmesi Kriteri (Seed vd 1981,1984 ) İstenen deprem büyüklüğü için, = s / v oranı şekilden alınır. Bu orana, periyodik sıvılaşma gerilmesi oranı denilir. Bu oran bulununca, sıvılaşma için gerekli yatay kayma gerilmesi, s, için bağıntısı kullanılır. s = v Depremin oluşturacağı en büyük ivme a max ın etkisi ile meydana getireceği ortalama yatay kayma gerilmesi 0 = (a max / 1.6 g) v rd s / v ile SPT arası ilişki (Seed et al.,1983) bağıntısından hesaplanır. Düzeltilmiş SPT değerleri (N1)60

35 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ Basitleştirilmiş Sıvılaşma Analizi (Seed ve Idriss, 1971; Youd vd., 2001) Depremin yol açtığı yer hareketinin etkisinin bir çevrimsel kayma gerilmesi oranı (CSR) kullanılarak göz önüne alındığı bu yöntemde bu değerin sıvılaşma direncini tanımlamak için kullanılan çevrimsel kayma mukavemeti oranı (CRR) ile karşılaştırması sonucu sıvılaşmaya karşı güvenlik sayısı hesaplanmaktadır. Zeminin sıvılaşmaya karşı direnci Fs = CRR CSR MFS<1 Sıvılaşabilir Sismik yüklemeden kaynaklanır Deprem büyüklüğü düzeltme faktörü

36 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ CSR değerinin bulunması Çevrimsel kayma gerilmesi değeri depremde oluşan en fazla ivme değerine bağlıdır. Ayrıca efektif gerilme, toplam gerilme ve gerilme azaltma katsayısını da içermektedir. Gerilme azaltma katsayısı grafiği aşağıdaki Şekil de gösterilmiştir. Gerilme azaltma katsayısı derinliğin 9.15 m ye eşit ve az olması durumu ve 9.15 m den fazla olması durumuna göre değişmektedir. Bu katsayı 23 m ye kadar geçerli olmaktadır. CSR = σ v σ v a max g r d a max = yüzeydeki en büyük yatay ivme σ V = toplam düşey gerilme σ V = efektif düşey gerilme r d = gerilme azaltma katsayısı r d = z z 9.15m r d = z 9.15 < z 23m r d = z 23 < z 30m

37 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ Türkiye için geliştirilmiş ivme azalım ilişkisi (Ulusay vd., 2004) Etkin (efektif) gerilmenin hesaplanması

38 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ CRR değerinin bulunması SPT deneyi verileriyle hesap: Bunun için öncelikli olarak SPT darbe sayılarında bazı düzeltmeler yapılması önerilmektedir. (Denklem 4 ve 5). Bu düzeltmeler enerji, derinlik, sondaj çapı gibi düzeltmelerdir. Ayrıca zeminin ince dane oranına (FC) göre aşağıdaki düzeltmenin yapılması önerilmektedir. (Denklem 6 ve 7). Bu durumda M=7.5 büyüklüğünde bir deprem için sıvılaşma direnci 8 numaralı bağıntı ile bulunur. (8)

39 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ CRR değerinin bulunması SPT deneyi verileriyle hesap: Sıvılaşma analizi için SPT düzeltme faktörleri (Youd vd., 2001) (N1)60 = N CN CR CS CB (ER) ER: Enerji oranı

40 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ CRR değerinin bulunması CPT deneyi verileriyle hesap: Koni penetrasyon deneyi uç direncinin, sıvılaşma direncinin belirlenmesinde kullanılmasında da bazı düzeltmeler yapmak gerekmektedir. (Denklem 9 ve 10). Eğer n=1 alınarak hesaplanan Q kullanılarak hesaplanan Ic <2.6 ise zemin killi ve sıvılaşmayan zemin olarak kabul edilir. Eğer n=1 alınarak hesaplanan Q kullanılarak hesaplanan Ic >2.6 ise, CQ ve Q, n = 0.5 alınarak tekrar hesaplanır ve Ic değeri yeniden belirlenir, eğer Ic< 2.6 ise sıvılaşma analizlerinde kullanılır, eğer Ic >2.6 ise n=0.7 alınarak Ic tekrar hesaplanır ve sıvılaşma analizlerinde kullanılır. M=7.5 büyüklüğünde bir deprem için sıvılaşma direnci; bağıntıları kullanılarak bulunabilmektedir. (Denklem 17 ve 18).

41 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ CRR değerinin bulunması Kayma dalgası hızı verileriyle hesap: Laboratuar deney sonuçlarını kullanarak düzeltilmiş kayma dalgası hızı ile sıvılaşma direnci arasında ilişki kuran eğriler geliştirmiştir. Bununla birlikte, sıvılaşma potansiyelini değerlendirmede kayma dalgası hızı ölçümlerinin tek başına yeterli olmayabileceği düşünülmektedir. Sıvılaşma direnci (CRR) değerinin hesaplanmasında gerilme seviyesine göre düzeltilmiş kayma dalgası hızından korelasyon yolu ile yararlanmak Andrus ve stokoe 2000

42 SIVILAŞMA OLASIĞININ BELİRLENMESİ CRR değerinin bulunması

43 Uygulama Zemin profili şekildeki gibi olan inşaat alanına yakın büyük bir aktif fay bulunmakta olup, mühendislik çalışmaları senaryo deprem için Mw=7.5 mağnitütlü deprem için pik ivmenin 0.18 g olacağını göstermektedir. İnşaat alanı için sıvılaşma analiz yapınız (SPT=9, Cu=73, Vs=173m/sn). (a) Zemin Etüt Raporuna altlık sondaj verisi SK1 m SK1 m (b) Temel kazısı sonrası Profil doğrulama sondajı TEMEL KAZI (5 m) 5 m Killi Kum 5 m 0.5 m SK1 m SK1 m Çakıllı Dolgu 18kN/m 3 (0.5 m) Gevşek Kum Gevşek Kum 19kN/m 3 9 m 12,5 m 15 m Kumlu Çakıl Dere Alivyonu 10 m 12 m 15 m 8.5 m m 10.5 m m 15,5 m Kumlu Çakıl Yer yer Blok İçeren Çakıllı Sert Zemin 8 m 10 m 14 m? m Kiltaşı (Marn)??????????????? m CSR = 0.65 σ v σ v a max g r d

44 SIVILAŞMADAN KAYNAKLANAN ZARARLARIN AZALTILMASINDA KULLANILAN TEKNİKLER 1. Sıvılaşmaya duyarlı zeminlerde yapı inşasından kaçınılması 2. Sıvılaşmaya karşı uygun temel tipi seçimi ve dayanıklı yapı inşası 3. Zemin iyileştirmesi

45 ZEMİN İYİLEŞTİRME TEKNİKLERİ

46 ZEMİN İYİLEŞTİRME TEKNİKLERİ Enjeksiyon ve Karıştırma Teknikleri Zemin daneleri aralarındaki boşlukları doldurmak ve daneler arası teması güçlendirmek için zemine çimentolu malzemeler enjekte edilmesidir. Performansı yüksek olmasına rağmen maliyeti yüksek olduğu için diğer iyileştirme tekniklerinin uygulanamadığı durumlarda kullanılmaktadır.

47 KAYNAKLAR Ansal, A.M., İ.T.Ü. İnş. Fak., Depremlerde Yerel Zemin Davranışları, Bilim ve Teknik, Sayı: Deprem Makaleleri, İ.M.O., Ocak Ansal, A., Erken, A., Yıldırım, H., İyisan, R., Okur, V., Güllü, H., Bayraklı, Y., Özçimen, N., Zeminlerin Tekrarlı Gerilmeler Altında Davranışları ve 17 Ağustos Kocaeli Depremi, Türkiye Mühendislik Haberleri, İ.M.O., Sayı: 404, Aralık Arıoğlu, E., Arıoğlu N., Yılmaz, A.O., 2000, Zemin Sıvılaşması I. ve II. Hazırbeton Yıl:7, Sayı:38, Mart-Nisan Ayı Dobry, R., Stokoe, K.H., Ladd, R.S., and Yound, T.L., Liquefaction Susceptibility from S-wave Velocity, Preprint , ASCE National Convention, St. Louis, Missouri, USA, October 27, Özaydın, K. 2007, ZEMİNLERDE SIVILAŞMA Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, Ekim 2007, İstanbul Sixth National Conference on Earthquake Engineering, October 2007, Istanbul, Turkey Iwasaki, T., Arakawa, T., and Tokida, K.I., Simplified Procedures for Assessing Liquefaction During Earthquakes, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 3, No. 1, pp Seed, H.B., and Idriss, I.M., Evaluation of Liquefaction Potential of Sand Deposits Based on Observations of Performance in Previous Earthquakes, Preprint , ASCE National Convention, October , St. Louis, Missouri, USA. Seed, H.B., Soil Liquefaction and Cyclic Mobility Evaluation for Level Ground During Earthquakes, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, Vol. 105, No. GT2, pp Seed, H.B., and Idriss, I.M and Arangı I evaluation of Liquefaction potentialusing field performance data. J.Geotech. Engrg. ASCE. Vol. 109, NO GTA, April, pp Uyanık, 2002, Kayma Dalga Hızına Bağlı Potansiyel Sıvılaşma Analizi, DEÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.(Yayınlanmamış) Ulusay, R. Tuncay E. JEO469 JEOTEKNİK VERİ TOPLAMA VE DEĞERLENDİRME TEKNİKLERİ Wang J.G.Z.Q., and Law,K.J. 1994,New emprical relationship among magnitude, rupture length rupture width, rupture area and surface displacement, Bulletin of the seismological society of America, Vol 84, No: